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El mar profundo carece de vida vegetal, lo que requeriría la luz solar para hacer comida. Sin embargo, incluso sin la luz solar que alimenta la vida en la superficie de la tierra, las criaturas de las profundidades del mar tienen adaptaciones que les permiten hacer de este hábitat su hogar, incluidos los de caza, alimentarse de materia en descomposición e incluso albergar bacterias que pueden hacer alimentos sin luz del sol.
Las plantas juegan un papel fundamental en la mantenimiento de la vida en la Tierra al proporcionar una gran cantidad de recursos esenciales. Lo hacen usando la energía del sol para provocar reacciones químicas elaboradas que nos dan alimentos y oxígeno. Sin embargo, el océano profundo, un abismo misterioso y profundo que abarca más de dos tercios de la superficie de nuestro planeta, presenta un desafío único. La luz solar solo llega a los 200 metros más altos del océano, donde la fotosíntesis es posible. Más bajo que eso, comienza el mar profundo, que es un mundo de presión abatrilladora, frío y oscuridad total. Estas condiciones son tan extremas que parecen inhóspitas para la vida …
¡Pero no así! Hemos encontrado un ecosistema próspero allí, uno que está repleto de organismos fascinantes, aunque extraños.
Entonces, ¿cómo puede la vida sobrevivir en el océano profundo sin luz? ¿Hay plantas allí abajo que producen alimentos?
La superficie del océano recibe mucha luz solar, mientras que las profundidades están completamente privadas de luz (créditos: Artesiaid/Freepik)
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El océano profundo y oscuro: un ambiente hostil
El océano profundo se refiere a áreas a una profundidad de más de 1,000 metros de la superficie del océano. A esa profundidad, la luz solar no puede penetrar, lo que resulta en la oscuridad total. Esto está en marcado contraste con los exuberantes y abundantes ecosistemas vegetales que se encuentran en muchos otros entornos de nuestro planeta.
El océano profundo generalmente se divide en varias zonas, con las zonas bañales, abisales y hadales que representan los reinos de Crepúsculo, medianoche y trinchera, respectivamente. La zona Hadal se extiende a una profundidad asombrosa de 6,000 metros.
En estas zonas, la vida se ve muy diferente de lo que vemos más cerca de la superficie, tanto en tierra como en el agua, ya que las condiciones difieren enormemente. En las partes más profundas del océano, como la trinchera de Mariana, la presión puede alcanzar los asombrosos 15,000 psi (libras por pulgada cuadrada), que es más de mil veces mayor que la presión atmosférica en el nivel del mar. En la zona abisal, las temperaturas pueden flotar alrededor de 2-4 ° C (36-39 ° F), que es mucho más fría que las aguas superficiales. Además de esto, los nutrientes, incluidos elementos esenciales como el nitrógeno y el fósforo, a menudo se limitan en el océano profundo. Sin un suministro de nutrientes adecuado, los organismos enfrentan desafíos cuando se trata de mantener los procesos de vida.
Zonas oceánicas. La zona epipelágica recibe mucha luz solar. Debajo de eso, la cantidad de luz solar disminuye constantemente, y la zona Hadal obtiene la luz solar cero. (Créditos: Chris Huh, K. Aainsqatsi/Wikimedia Commons)
La falta de luz solar y minerales, inmensas presiones y bajas temperaturas (entre otras condiciones) ha dado la vida que existe allí una serie de adaptaciones únicas. Sin embargo, estas condiciones extremas significan que las plantas, la mayoría de las cuales requieren que la luz solar prospere, están ausentes.
Ahora, sin plantas y sus procesos confiables de fotosíntesis, ¿cómo obtiene la vida en los océanos profundos su comida? ¿Qué forma la base de la red alimentaria de aguas profundas?
Quimiosíntesis: un proceso sin luz
Para compensar la ausencia de luz solar, los organismos de aguas profundas han aprovechado una ingeniosa fuente de energía alternativa conocida como quimiosíntesis. Este proceso sintetiza los alimentos utilizando moléculas inorgánicas presentes en el mar profundo como la fuente de energía primaria, a diferencia de la fotosíntesis, que depende de la luz solar. Esto permite que los organismos prosperen en entornos extremos, incluidos respiraderos hidrotermales, filtraciones frías y filtraciones de metano de aguas profundas.
En el corazón de la quimiosíntesis están las bacterias quimiosintéticas, que juegan un papel fundamental en la conversión de compuestos inorgánicos, como el sulfuro de hidrógeno (H2S), el metano (CH4) y el azufre elemental, en moléculas orgánicas. Estos compuestos orgánicos sirven como base de la cadena alimentaria en el océano profundo, sosteniendo una variedad de organismos únicos que están especialmente adaptados a sus hábiles hábiles.
En respiraderos hidrotérmicos, las bacterias especializadas conocidas como bacterias de azufre juegan un papel crucial en el proceso quimiosintético. Estas bacterias metabolizan los productos químicos del fluido de ventilación hidrotermal, proporcionando la base de la cadena alimentaria para otros organismos que viven en ventilación, incluidos gusanos de tubos gigantes, almejas y camarones. A través de la quimiosíntesis, estos organismos pueden prosperar en un entorno completamente desprovisto de luz solar.
Esto hace que las bacterias quimiosintéticas sean cruciales para alimentar las innumerables organismos en el mar profundo, ya que son la capa base de una red de alimentos expansivo.
Los notables organismos del océano profundo
El notable Tubewormas gigantes (Riftia pachyptila), que puede alcanzar longitudes de más de dos metros y a menudo se encuentran cerca de respiraderos hidrotérmicos, bacterias quimiosintéticas de la casa dentro de sus cuerpos y confiar en los nutrientes producidos por estos microbios.
Izquierda: Tubeworms gigantes cerca de las Islas Galápagos. Derecha: mejillones quimiosintéticos en el Golfo de México. Albergan bacterias que usan sulfuro de hidrógeno o metano para hacer alimentos. (Créditos: NOAA)
De alta mar mejillones son otro ejemplo de organismos simbióticos. Tienen tejidos branquiales especializados que albergan bacterias quimiosintéticas, lo que les permite obtener alimento de los minerales y productos químicos en los fluidos de ventilación hidrotermal. De alta mar almejassimilar a los mejillones, también bacterias quimiosintéticas anfitrionas en sus tejidos branquiales. Estas criaturas se han adaptado para prosperar en las condiciones extremas que rodean los respiraderos hidrotermales. Además, pequeño ventilación Congregarse cerca de las ventilaciones hidrotérmicas para alimentarse de bacterias quimiosintéticas que crecen en abundancia en estas áreas.
Química de quimiosíntesis: cómo funciona
Entonces, ¿cómo funciona la quimiosíntesis?
Para empezar, veamos cómo funciona la fotosíntesis. La fotosíntesis utiliza energía de la luz para convertir el dióxido de carbono en azúcares. Este es el proceso de energía de la luz que se convierte en energía química. En la quimiosíntesis, la energía en moléculas como el sulfuro de hidrógeno y el metano se usa para convertir el dióxido de carbono en alimentos. Esencialmente, la quimiosíntesis convierte la energía química de una molécula en la energía química de otra molécula.
En resumen, la quimiosíntesis ocurre así:
6CO2 + 6H2O + 3H2S → C6H12O6 (azúcar) + 3H2SO4 (compuestos de azufre)
En esta reacción, el sulfuro de hidrógeno se oxida para producir azúcar: glucosa, en este caso. Esta glucosa sirve como fuente de energía fundamental para bacterias y otros organismos que forman la base de la cadena alimentaria en los ecosistemas quimiosintéticos.
Estas increíbles relaciones en los rincones más profundos de nuestro planeta deberían recordarnos cuán adaptable y diversa la vida en este planeta puede ser.
Materia muerta desde arriba: una línea de vida desde la superficie
La quimiosíntesis por sí sola no explica toda la vida en el océano profundo. La zona afótica no solo carece de luz solar, sino también hogar de otra fuente importante de energía: la materia muerta que cae de las aguas superficiales. En las capas superiores del océano, las plantas microscópicas llamadas fitoplancton participan en la fotosíntesis, capturan energía del sol y crean materia orgánica, que luego se alimenta por una miríada de especies, que pasa hacia arriba a través de la cadena alimentaria.
Como la vida en las regiones superiores del océano, el fitoplancton, los peces y las ballenas), sus restos se hunden lentamente en las profundidades. Estos restos orgánicos se hunden en el fondo del océano, algo que los biólogos marinos han llamado poéticamente la nieve marina. Este detritus orgánico es una fuente crítica de alimentos para muchos organismos de aguas profundas que son incapaces de participar en quimiosíntesis. Las partículas ricas en carbono que conforman la nieve marina proporcionan alimento para animales que alimentan filtros como esponjas, corales y ciertas especies de zooplancton.
A medida que desciende al océano profundo, la nieve marina sirve como un puente de conexión entre los dos mundos, proporcionando energía a los animales que de otro modo podrían luchar por encontrar una fuente estable de sustento. Los organismos de aguas profundas que no pueden acceder o utilizar puntos de acceso quimiosintético dependen de esta materia orgánica que cae desde arriba para mantener su existencia.
Conclusión
Algunas de las adaptaciones más notables en la región de las profundidades del mar incluyen el gigantismo, con calamares colosales y isópodos gigantes que crecen a tamaños asombrosos para soportar largos períodos entre las comidas, así como cuerpos translúcidos que hacen que las criaturas sean casi invisibles, y estructuras resistentes a la presión que mantienen organismos de los organismos de los organismos de los organismos de colapsando bajo el inmenso peso del océano de arriba.
Además, el mar profundo fomenta la vida útil extendida en especies como el tiburón de Groenlandia, lo que les permite prosperar con su lento metabolismo, a pesar de los recursos alimentarios limitados.
Comprender los secretos del océano profundo no es simplemente una cuestión de curiosidad científica; Es esencial para la preservación de estos ecosistemas únicos y delicados. Ante el cambio climático y la explotación potencial de los recursos de aguas profundas, los esfuerzos de exploración y conservación continuos son vitales. Al hacerlo, podemos asegurarnos de que las maravillas del océano profundo continúen cautivando e inspirándonos para las generaciones venideras.
Referencias (haga clic para expandir)
- Quimiosíntesis.
- Bioluminiscencia | Océano Smithsonian.
- El mar profundo.
- Nieve marina: un elemento básico de las profundidades | Océano Smithsonian.